JP2008007629A - Aqueous coloring material and powdery coloring material - Google Patents

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暁雄 高橋
Shiyoutaku Ri
承澤 李
Jinka Kin
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a powdery coloring material comprising polyion complex fine particles in combination with a polymer dye, in which an average particle diameter is small and particle size distribution is also small, and storage stability is excellent, and also provide a powdery coloring material obtained by drying the same. <P>SOLUTION: An aqueous coloring material comprises (I) a polymer compound containing (A) an epoxy resin residue, (B) a cationic hydrophilic polymer segment and (C) a nonionic hydrophilic polymer segment, and (II) a coloring compound containing an anionic group. One embodiment of the material is one wherein the epoxy resin residue (A) is obtained by drying colloidal aqueous coloring agent hydrophobically combined in an aqueous medium. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、水性着色材料及び粉末状着色材料に関し、より詳しくは、インクジェット用インク等の水性インク、カラーフィルターなどの表示用部材、自動車用塗料等の各種塗料に好適に用いる事ができる水性着色材料、及びそれを乾固して得られる粉末状着色材料に関する。   The present invention relates to an aqueous coloring material and a powdered coloring material, and more specifically, an aqueous coloring that can be suitably used for various inks such as an aqueous ink such as an ink jet ink, a display member such as a color filter, and an automobile paint. The present invention relates to a material and a powdered coloring material obtained by drying it.

近年、染料の有する色の多様さ・色彩の鮮明・彩度の高さを損なわずに、顔料の有する耐水性・耐光性を具備させる手法として、相互に逆の電荷を持つポリマーと染料とを組み合わせ、これらを静電気的な力で引き合あせると同時に、染料分子の持つ大きく広がったπ電子平面同士の相互作用でスタッキングを起こさせ、ポリイオンコンプレックス(PIC)とする手法が知られてきた。このようにして得られるPICは結晶性を有し、染料の弱点である滲みを防止し、耐光性、耐水性、耐ガス性などを向上させ得る手段である。例えば、カチオン性のポリマーとアニオン性の染料との、両方の水溶液を混合すると、カチオン部分とアニオン部分とが電荷を打ち消しあって疎水性となり、非水溶性のPICの固体を得ることが出来る(例えば、非特許文献1参照。)。   In recent years, polymers that have oppositely charged charges and dyes have been used as a technique to achieve the water resistance and light resistance of pigments without compromising the variety of colors, the vividness of the colors, and the high saturation. In combination, these are attracted by electrostatic force, and at the same time, stacking is caused by the interaction between the π-electron planes of dye molecules which are widely spread, and a technique of polyion complex (PIC) has been known. The PIC thus obtained has crystallinity, is a means capable of preventing bleeding, which is a weak point of the dye, and improving light resistance, water resistance, gas resistance, and the like. For example, when both aqueous solutions of a cationic polymer and an anionic dye are mixed, the cationic portion and the anionic portion cancel each other and become hydrophobic, so that a water-insoluble PIC solid can be obtained ( For example, refer nonpatent literature 1.).

しかしながら、前記非特許文献1で提案されている非水溶性のPIC固体は、水中で容易に沈殿するため、これを水性着色材料として使用する場合には、顔料分散と同様に、別途合成した分散樹脂を添加して、強いせん断力をかけて粉砕しながら樹脂を吸着させる必要があり、大幅な設備投資・無用な動力を必要とし、解決策が求められている。   However, since the water-insoluble PIC solid proposed in Non-Patent Document 1 easily precipitates in water, when this is used as an aqueous coloring material, a dispersion synthesized separately as in the case of pigment dispersion. It is necessary to add a resin and adsorb the resin while pulverizing it with a strong shearing force, which requires a large capital investment and unnecessary power, and a solution is required.

前記課題を解決する手段として、例えば、イオン性の親水性ポリマー単位と非イオン性の親水性ポリマー単位とを有するブロック共重合体又はグラフト共重合体と、イオン性基を有する着色性化合物とからなる水性着色材料が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   As means for solving the above problems, for example, from a block copolymer or graft copolymer having an ionic hydrophilic polymer unit and a nonionic hydrophilic polymer unit, and a coloring compound having an ionic group An aqueous coloring material has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

前記特許文献1で提案された手法により、平均粒径が小さい分散体が得られ、上述の装置を用いなくても水性着色材料が得られるものの、PIC同士の融着によると考えられる粗大粒子が発生することから、その粒径分布幅が広く、色材として使用するときに適正な粒径を有する部分が少ないために歩留まりが悪く、また、塗膜としたときのブツの発生要因や、塗装装置のヘッド部のつまりを引き起こす可能性があり、更に保存中にも該融着を起こすため、保存安定性も悪く、実用化するにはいまだに問題を残している。   Although a dispersion having a small average particle diameter is obtained by the method proposed in Patent Document 1 and an aqueous coloring material can be obtained without using the above-described apparatus, coarse particles considered to be due to fusion between PICs. Because it occurs, its particle size distribution range is wide, and there are few parts with the appropriate particle size when used as a coloring material, so the yield is poor, and the factors that cause blisters when coating and coating This may cause clogging of the head portion of the apparatus, and furthermore, the fusion occurs during storage, so that the storage stability is poor, and there is still a problem for practical use.

C.F.J.Faul,M.Antonietti,Chem.Eur.J.,2002年、12巻、2764〜2768頁C. F. J. et al. Faul, M.M. Antonietti, Chem. Eur. J. et al. , 2002, 12, 1276-2768. 特開2005−036039号公報JP 2005-036039 A

上記実状に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、その平均粒径が小さく且つ粒径分布が狭く、保存安定性に優れる、ポリマーと染料とを組み合わせたPICの微粒子からなる水性着色材料、及びこれを乾固して得られる粉末状着色材料を提供することにある。   In view of the above situation, the problem to be solved by the present invention is an aqueous coloring material composed of fine particles of PIC combining a polymer and a dye, the average particle size of which is small and the particle size distribution is narrow, and the storage stability is excellent. Another object of the present invention is to provide a powdered coloring material obtained by drying it.

上記の課題を解決するために、本発明者らは、鋭意検討を行ったところ、水性媒体中で、特定の疎水性コア部と、カチオン性の親水性ポリマーセグメントとノニオン性の親水性ポリマーセグメントを有するシェル部とを有する微粒子を形成することが可能な高分子化合物と、アニオン性基を有する着色性化合物とを組み合わせると、粒径分布幅の狭いポリイオンコンプレックスからなる微粒子が得られることを見出し、本発明を完成した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive studies and found that, in an aqueous medium, a specific hydrophobic core portion, a cationic hydrophilic polymer segment, and a nonionic hydrophilic polymer segment. It has been found that by combining a polymer compound capable of forming fine particles having a shell portion having a colorant and a coloring compound having an anionic group, fine particles comprising a polyion complex having a narrow particle size distribution range can be obtained. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は、エポキシ樹脂残基(A)とカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)とノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)とを有する高分子化合物(I)と、アニオン性基を有する着色性化合物(II)とを含有することを特徴とする水性着色材料、及び該水性着色材料を乾固してなる粉末状着色材料を提供するものである。   That is, the present invention provides a polymer compound (I) having an epoxy resin residue (A), a cationic hydrophilic polymer segment (B), and a nonionic hydrophilic polymer segment (C), and an anionic group. It is intended to provide an aqueous coloring material containing the coloring compound (II) having, and a powdery coloring material obtained by drying the aqueous coloring material.

本発明により、耐水性、耐光性、着色性、分散安定性、保存安定性に優れ、かつ粒径分布幅が狭い、PICからなる水性着色材料を与えることができる。該水性着色材料は、染料と顔料とのそれぞれの問題点を解決するものであって、取り扱いやすく、インクジェット用インクをはじめ、水性塗料、印刷用水性インク、ペンキ等に好適に使用することが出来る。また光デバイス関連の素材として、光配向膜、カラーフィルター等にも好適に使用することができる。更に、本発明の水性着色材料は、水性媒体中では高分子化合物の疎水性の部分が相互に会合してコア部を形成し、親水性部分がシェル部となったコロイド状で安定化しており、これを乾固することによって、容易に粉末状の着色材料を得ることが出来る。この着色材料は、水性媒体への再分散性に優れ、水性塗料等への応用に好適に用いる事が可能である。   According to the present invention, it is possible to provide an aqueous coloring material composed of PIC which is excellent in water resistance, light resistance, coloring property, dispersion stability and storage stability and has a narrow particle size distribution width. The water-based coloring material solves the respective problems of dyes and pigments, is easy to handle, and can be suitably used for ink-jet inks, water-based paints, printing water-based inks, paints, and the like. . Moreover, it can use suitably also for a photo-alignment film | membrane, a color filter etc. as a raw material relevant to an optical device. Furthermore, the aqueous coloring material of the present invention is stabilized in a colloidal form in which the hydrophobic portions of the polymer compound are associated with each other in the aqueous medium to form the core portion, and the hydrophilic portion is the shell portion. By drying this, a powdery coloring material can be easily obtained. This coloring material is excellent in redispersibility in an aqueous medium, and can be suitably used for application to an aqueous paint or the like.

本発明の水性着色材料は、エポキシ樹脂残基(A)とカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)とノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)とを有する高分子化合物(I)と、アニオン性基を有する着色性化合物(II)とを含有することを特徴とする。   The aqueous coloring material of the present invention comprises a polymer compound (I) having an epoxy resin residue (A), a cationic hydrophilic polymer segment (B), and a nonionic hydrophilic polymer segment (C), an anionic property And a coloring compound (II) having a group.

[エポキシ樹脂残基(A)]
本発明で用いる高分子化合物(I)中のエポキシ樹脂残基(A)は、疎水性を有し、水性媒体中で高分子化合物(I)の分子間及び/又は分子内で相互に疎水結合させることによって、疎水性のコア部を形成させるために必要な構造であり、種々のエポキシ樹脂由来の骨格を有する。該残基(A)は、後述するカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)及び/又はノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)と、原料として用いるエポキシ樹脂のエポキシ基又はヒドロキシル基を介して結合している。原料として用いる事ができるエポキシ樹脂としては、特に限定されるものではないが、より安定な水性着色材料(水分散体)が得られ、且つ工業的入手が容易である点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂を用いる事が好ましく、特にビスフェノールA型エポキシ樹脂、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂を用いる事が好ましい。高分子化合物(I)中における、前記エポキシ樹脂残基(A)の数平均分子量としては300〜10,000の範囲であることが望ましく、特に500〜3,000の範囲であると、より安定で、且つ粒子径の小さい水性着色材料が得られる点から好ましいものである。
[Epoxy resin residue (A)]
The epoxy resin residue (A) in the polymer compound (I) used in the present invention has hydrophobicity, and is hydrophobically bonded to each other between molecules and / or molecules of the polymer compound (I) in an aqueous medium. It is a structure necessary for forming a hydrophobic core part, and has skeletons derived from various epoxy resins. The residue (A) is bonded to the cationic hydrophilic polymer segment (B) and / or nonionic hydrophilic polymer segment (C) described later via an epoxy group or a hydroxyl group of an epoxy resin used as a raw material. is doing. The epoxy resin that can be used as a raw material is not particularly limited, but a bisphenol type epoxy resin can be obtained because a more stable aqueous coloring material (aqueous dispersion) can be obtained and industrial availability is easy. It is preferable to use a naphthalene type tetrafunctional epoxy resin and a tetraphenylolethane type epoxy resin, and it is particularly preferable to use a bisphenol A type epoxy resin and a naphthalene type tetrafunctional epoxy resin. The number average molecular weight of the epoxy resin residue (A) in the polymer compound (I) is preferably in the range of 300 to 10,000, and more preferably in the range of 500 to 3,000. In addition, it is preferable in that an aqueous coloring material having a small particle diameter can be obtained.

前述のエポキシ樹脂は、1分子あたり複数個のエポキシ基を有するものであるが、カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)、ノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)と結合させる前に、予め部分的に該エポキシ基中のオキシラン環を開環させて用いても良い。   The above-mentioned epoxy resin has a plurality of epoxy groups per molecule, but is previously partially bonded to the cationic hydrophilic polymer segment (B) and the nonionic hydrophilic polymer segment (C). In particular, the oxirane ring in the epoxy group may be opened and used.

そのようなオキシラン環を開環させる物質としては、種々のアルコール、フェノール、2級アミンなどを挙げることができるが、例えば、炭素数1〜20の脂肪族アルコール、芳香環上に置換基を有していてもよいフェノール類、芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルフェノール類、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジへキシルアミン等の各種ジアルキルアミン等を挙げることができ、後述するカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)、ノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)の高分子化合物(I)への導入方法・導入割合等に応じて、適宜その種類や使用量を調整することが好ましい。   Examples of the substance for opening such an oxirane ring include various alcohols, phenols, secondary amines, etc., and examples thereof include aliphatic alcohols having 1 to 20 carbon atoms, and substituents on aromatic rings. Phenols that may be substituted, phenylphenols that may have a substituent on the aromatic ring, various dialkylamines such as dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, dihexylamine, etc. According to the introduction method and introduction ratio of the cationic hydrophilic polymer segment (B) and the nonionic hydrophilic polymer segment (C) to the polymer compound (I), the type and amount of use should be adjusted appropriately. Is preferred.

[カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)]
本発明で用いる高分子化合物(I)中のカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)は、カチオン性の基を有するポリマー鎖であって、後述するアニオン性基を有する着色性化合物(II)とイオン結合させるために必要なセグメントであり、これにより、高分子化合物(I)、又は高分子化合物(I)の会合体中に着色性化合物(II)を固定化させることが出来る。カチオン性の基としては、1級アミン、2級アミン、3級アミン、ピリジン環等に含まれる窒素原子をプロトン化又は四級塩化した物が挙げられる。
[Cationic hydrophilic polymer segment (B)]
The cationic hydrophilic polymer segment (B) in the polymer compound (I) used in the present invention is a polymer chain having a cationic group, and a coloring compound (II) having an anionic group described later and This segment is necessary for ionic bonding, whereby the coloring compound (II) can be immobilized in the polymer compound (I) or the aggregate of the polymer compound (I). Examples of the cationic group include those obtained by protonating or quaternizing a nitrogen atom contained in a primary amine, secondary amine, tertiary amine, pyridine ring or the like.

前記カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリビニルピリジン等からなるポリマーからなるセグメントをカチオン化したものを挙げることができ、これらの中でも、より安定な水性着色材料(水分散体)が得られることから、ポリエチレンイミンからなるセグメントをカチオン化したものであることが好ましい。尚、カチオン化の手法としては、塩酸等によるプロトン化やヨウ化メタン等による四級塩化等が挙げられる。   Examples of the cationic hydrophilic polymer segment (B) include those obtained by cationizing a segment composed of a polymer composed of polyethyleneimine, polyvinylamine, polyallylamine, polyvinylpyridine, etc. Among these, more Since a stable aqueous coloring material (aqueous dispersion) can be obtained, it is preferable that the segment made of polyethyleneimine is cationized. Examples of the cationization method include protonation with hydrochloric acid and the like and quaternary chlorination with iodomethane and the like.

該セグメント(B)の分子量としては、得られる水性着色材料の粒径が小さく、且つ、結晶性の高い粒子が得られる点から、100〜10,000の範囲であることが好ましく、特に1,000〜8,000の範囲にあることが好ましい。   The molecular weight of the segment (B) is preferably in the range of 100 to 10,000 from the viewpoint of obtaining particles having a small particle size and high crystallinity, and particularly 1, It is preferably in the range of 000 to 8,000.

また、該カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)を形成するモノマーユニットは全てがカチオン化されていなくても良く、全ユニットの50モル%以下、好ましくは30モル%以下の範囲内で、ノニオン性のユニットがランダムに含まれていても良い。   Further, all the monomer units forming the cationic hydrophilic polymer segment (B) may not be cationized, and within 50 mol% or less, preferably 30 mol% or less of all units, Sex units may be included randomly.

例えば、該セグメントを形成するポリマーの原料として用いる親水性モノマーとして、カチオン化できるモノマーとノニオン性のモノマーとを併用し、これらを共重合させた後、カチオン化する方法で、ノニオン性のユニットを導入することが出来る。   For example, as a hydrophilic monomer used as a raw material for the polymer forming the segment, a nonionic unit is obtained by a method in which a cationizable monomer and a nonionic monomer are used in combination, and these are copolymerized and then cationized. Can be introduced.

前記ノニオン性のユニットとしては、例えば、N−アセチルエチレンイミン、N−ホルミルエチレンイミン、N−プロピオニルエチレンイミン、N−アセチルビニルアミン、N−ホルミルビニルアミン、N−アセチルアリルアミン、N−ホルミルアリルアミンなどの各種アミド類、アリルアミン類、ビニルアミン類、エチレンイミン類とベンゾイルクロライドなどの酸ハロゲン化物との反応生成物、β−ブチロラクトン、ラクチドなどのラクトン類との反応生成物、フェニルイソシアネート、へキシルイソシアネートなどのイソシアネート類との反応生成物等からなるユニットを挙げることができる。   Examples of the nonionic unit include N-acetylethyleneimine, N-formylethyleneimine, N-propionylethyleneimine, N-acetylvinylamine, N-formylvinylamine, N-acetylallylamine, N-formylallylamine and the like. Amides, allylamines, vinylamines, reaction products of ethyleneimines with acid halides such as benzoyl chloride, reaction products of lactones such as β-butyrolactone, lactide, phenyl isocyanate, hexyl isocyanate, etc. The unit which consists of a reaction product etc. with isocyanate of this can be mentioned.

又、カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)として、ポリエチレンイミンからなるセグメントとする場合には、例えば、オキサゾリン類をリビング重合してポリオキサゾリンを得た後、その50モル%以上を塩酸又は水酸化ナトリウム水溶液等を用いて加水分解することによって、カチオン化(塩酸塩化)されたエチレンイミンユニットと、ノニオン性のオキサゾリンユニットとが含まれるセグメントを得ることが出来る。   When the cationic hydrophilic polymer segment (B) is a segment made of polyethyleneimine, for example, after living polymerization of oxazolines to obtain polyoxazoline, 50 mol% or more thereof is hydrochloric acid or water. By hydrolysis using an aqueous sodium oxide solution or the like, a segment containing a cationized (hydrochlorinated) ethyleneimine unit and a nonionic oxazoline unit can be obtained.

[ノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)]
本発明で用いる高分子化合物(I)中のノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)は、水性媒体中で高分子化合物(I)若しくは高分子化合物(I)の会合体、又は後述するアニオン性基を有する着色性化合物(II)とイオン結合したPICからなる微粒子を安定に存在させるために必要なセグメントである。前記セグメント(C)としては、例えば、エチレングリコール、酢酸ビニル、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸エステル等のモノマーを重合して得られるポリマーからなるセグメントが挙げられ、得られる水性着色材料(水分散体)の保存安定性に優れる点からエチレングリコールを重合して得られるポリマー(ポリエチレングリコール)からなるセグメントであることが好ましい。
[Nonionic hydrophilic polymer segment (C)]
The nonionic hydrophilic polymer segment (C) in the polymer compound (I) used in the present invention is a polymer compound (I) or an aggregate of the polymer compound (I) in an aqueous medium, or an anionic property described later. This segment is necessary for stably presenting fine particles composed of PIC ion-bonded with the coloring compound (II) having a group. Examples of the segment (C) include monomers such as ethylene glycol, vinyl acetate, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, (meth) acrylamide, and (meth) acrylic acid esters. A segment made of a polymer (polyethylene glycol) obtained by polymerizing ethylene glycol in view of excellent storage stability of the resulting aqueous coloring material (aqueous dispersion). It is preferable.

該セグメント(C)の分子量としては、得られる水性着色材料の粒径が小さく、且つ、結晶性の高い粒子が得られる点から、100〜10,000の範囲であることが好ましく、特に1,000〜8,000の範囲であることがより好ましい。   The molecular weight of the segment (C) is preferably in the range of 100 to 10,000 from the viewpoint of obtaining particles having a small particle size and high crystallinity, and particularly 1, A range of 000 to 8,000 is more preferable.

[高分子化合物(I)の形状]
本発明で用いる高分子化合物(I)の形状としては、特に限定されるものではなく、線状、星状、ハイパーブランチ状等の任意のものを使うことができ、単独でも、2種以上を混合して用いても良い。更に、形状の異なる2種以上の高分子化合物(I)を併用して用いることも可能である。また、例えばエポキシ樹脂残基(A)が線状、カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)が星状、ノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)が線状のような異なる形状のポリマーが化学結合したものも使用することができる。
[Shape of polymer compound (I)]
The shape of the polymer compound (I) used in the present invention is not particularly limited, and any shape such as a linear shape, a star shape, or a hyperbranched shape can be used. You may mix and use. Furthermore, two or more types of polymer compounds (I) having different shapes can be used in combination. For example, polymers having different shapes such as a linear epoxy resin residue (A), a star-shaped cationic hydrophilic polymer segment (B), and a non-ionic hydrophilic polymer segment (C) are linear. Combined ones can also be used.

これらの中でも、疎水性であるエポキシ樹脂残基(A)とカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)とが直接化学結合している場合には、カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)と後記するアニオン性基を有する着色性化合物(II)とのイオン結合により、エポキシ樹脂残基(A)近傍に疎水性のPIC部分が生成し、水性媒体中ではその周りを取り囲むようにノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)が存在することになり、より安定で平均粒径が小さく、粒径分布の幅が狭いPICからなる微粒子が得られることになり、好ましい形状である。   Among these, when the epoxy resin residue (A) that is hydrophobic and the cationic hydrophilic polymer segment (B) are directly chemically bonded, the cationic hydrophilic polymer segment (B) and the postscript are described below. Ionic bond with the coloring compound (II) having an anionic group to form a hydrophobic PIC moiety in the vicinity of the epoxy resin residue (A), and in the aqueous medium, nonionic hydrophilic so as to surround it The conductive polymer segment (C) is present, and fine particles composed of PIC having a more stable, small average particle size and narrow particle size distribution are obtained, which is a preferable shape.

即ち、高分子化合物(I)の好ましい形態としては、下記一般式(1)
A−[(B−C) (1)
〔式(1)中、Aはエポキシ樹脂残基であり、Bはカチオン性の親水性ポリマーセグメントであり、Cはノニオン性の親水性ポリマーセグメントであり、nは1以上であり、mは1〜10である。ただし、nはBとCの2つのセグメントが結合したマルチブロックセグメント(B−C)の繰り返し数であり、mは該マルチブロックセグメントの繰り返しからなる鎖が1つのAに化学結合している個数である。〕
又は、下記一般式(2)
A−[B−(C) (2)
〔式(2)中、A、B、Cは前記と同じであり、pは1より大きく、qは1〜10である。ただし、pはBに結合しているCの個数を示し、qはB−(C)が1つのAに化学結合している個数である。〕
等が挙げられる。
That is, as a preferable form of the polymer compound (I), the following general formula (1)
A-[(BC) n ] m (1)
[In Formula (1), A is an epoxy resin residue, B is a cationic hydrophilic polymer segment, C is a nonionic hydrophilic polymer segment, n is 1 or more, and m is 1 -10. Where n is the number of repeats of a multi-block segment (BC) in which two segments B and C are bonded, and m is the number of chains in which the multi-block segment repeats are chemically bonded to one A It is. ]
Or the following general formula (2)
A- [B- (C) p ] q (2)
[In Formula (2), A, B, and C are the same as the above, p is larger than 1, and q is 1-10. Here, p represents the number of C bonded to B, and q is the number of B- (C) p chemically bonded to one A. ]
Etc.

本発明で用いる高分子化合物(I)は、前述のようにエポキシ樹脂残基(A)、カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)、ノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)を含有するものであるが、得られる水性着色材料の平均粒径が小さく、その分布幅が狭いものが得られる点から、該高分子化合物の数平均分子量としては500〜50,000の範囲であることが好ましく、特に3,000〜40,000であることが好ましい。また、重量平均分子量としても、同様の理由により、500〜100,000の範囲であることが好ましく、特に3,000〜80,000の範囲にあることが好ましい。   The polymer compound (I) used in the present invention contains an epoxy resin residue (A), a cationic hydrophilic polymer segment (B), and a nonionic hydrophilic polymer segment (C) as described above. However, the number average molecular weight of the polymer compound is preferably in the range of 500 to 50,000 from the viewpoint that the obtained water-based coloring material has a small average particle diameter and a narrow distribution width is obtained. In particular, it is preferably 3,000 to 40,000. Also, the weight average molecular weight is preferably in the range of 500 to 100,000 for the same reason, and particularly preferably in the range of 3,000 to 80,000.

また、前記高分子化合物(I)中のエポキシ樹脂残基(A)の質量をWa、カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)の質量をWb、ノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)の質量をWcとしたとき、Wa/(Wa+Wb+Wc)=0.03〜0.8で且つ、Wb/(Wb+Wc)=0.1〜0.9(質量比)である場合には、良好な粒径分布を有する水性着色材料及びそれを乾固した粉末状着色材料を得ることができ、特に、Wa/(Wa+Wb+Wc)=0.05〜0.3で且つ、Wb/(Wb+Wc)=0.5〜0.8(質量比)の範囲であると、平均粒径が小さく、且つ保存安定性に優れる点から好ましいものである。   The mass of the epoxy resin residue (A) in the polymer compound (I) is Wa, the mass of the cationic hydrophilic polymer segment (B) is Wb, and the mass of the nonionic hydrophilic polymer segment (C). When Wc is Wa / (Wa + Wb + Wc) = 0.03 to 0.8 and Wb / (Wb + Wc) = 0.1 to 0.9 (mass ratio), good particle size distribution And a powdery coloring material obtained by drying it can be obtained. In particular, Wa / (Wa + Wb + Wc) = 0.05 to 0.3 and Wb / (Wb + Wc) = 0.5 to 0 .8 (mass ratio) is preferable because the average particle size is small and the storage stability is excellent.

[高分子化合物(I)の製造方法]
本発明で用いる高分子化合物(I)は、前述の各構成成分を有するものであれば良く、その製造方法には特に限定されるものではない。設計どおりの高分子化合物を簡便に合成する方法としては、例えば、(i)エポキシ樹脂をヒドロキシル基含有化合物と反応させてオキシラン環を開環し、このときに生成するヒドロキシル基をトシル化し、重合開始能を付与する。得られた化合物を重合開始剤として用い、カチオン性の親水性ポリマーセグメントの前駆体となるオキサゾリン等のモノマーを重合し、更にその末端にポリエチレングリコール等のノニオン性の親水性ポリマーを反応させて高分子化合物とする。しかる後、塩酸や水酸化ナトリウム水溶液等を用いてポリオキサゾリン部分の加水分解と、得られるポリアルキレンイミン鎖中の窒素原子のプロトン化を行い、目的とする高分子化合物を得る方法。(ii)エポキシ樹脂と、予めポリエチレングリコール等のノニオン性の親水性ポリマーで変性したアミンまたはその重合体とを反応させ、得られた高分子化合物のアミノ基の部分をカチオン化する方法等が挙げられる。特に後者の方法を採る場合で、かつ多官能性アミンを使用する場合には、予め用いるエポキシ樹脂中のオキシラン環の一部をヒドロキシ化合物等の各種反応性化合物で開環させてオキシラン環の官能基濃度を下げ、水に不溶なゲル状生成物の発生防止策を講じておくことが好ましい。
[Method for Producing Polymer Compound (I)]
The polymer compound (I) used in the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described constituent components. As a method for easily synthesizing a polymer compound as designed, for example, (i) an epoxy resin is reacted with a hydroxyl group-containing compound to open an oxirane ring, and the hydroxyl group produced at this time is tosylated to polymerize. Grants starting ability. Using the obtained compound as a polymerization initiator, a monomer such as oxazoline that becomes a precursor of a cationic hydrophilic polymer segment is polymerized, and a nonionic hydrophilic polymer such as polyethylene glycol is further reacted at the terminal to increase the polymer. This is a molecular compound. Thereafter, hydrolysis of the polyoxazoline moiety using hydrochloric acid, aqueous sodium hydroxide, or the like, and protonation of the nitrogen atom in the resulting polyalkyleneimine chain, to obtain the desired polymer compound. (Ii) A method in which an epoxy resin is reacted with an amine or polymer thereof modified in advance with a nonionic hydrophilic polymer such as polyethylene glycol, and the amino group portion of the resulting polymer compound is cationized. It is done. In particular, when the latter method is employed and a polyfunctional amine is used, a part of the oxirane ring in the epoxy resin used in advance is opened with various reactive compounds such as a hydroxy compound, thereby functionalizing the oxirane ring. It is preferable to reduce the base concentration and take measures to prevent the formation of a gel-like product insoluble in water.

[高分子化合物(I)の分散体]
本発明で用いる高分子化合物(I)は、実質的に水性媒体中でO/W型の分散体を作る。この粒径が、多くの場合、水性着色材料の分散体の粒径に反映されるため、高分子化合物(I)の粒径を小さくすることは微小粒径の水性着色材料、ひいては粉末状着色材料を製造する点から重要である。従って、高分子化合物(I)の分散体を調整するに際し、超音波分散処理、高圧分散処理などの粒径を小さくする操作を施すことが好ましい。
[Dispersion of polymer compound (I)]
The polymer compound (I) used in the present invention forms an O / W type dispersion in a substantially aqueous medium. Since this particle size is often reflected in the particle size of the dispersion of the aqueous coloring material, reducing the particle size of the polymer compound (I) reduces the particle size of the aqueous coloring material, and thus powder coloring. It is important from the point of manufacturing the material. Therefore, when preparing the dispersion of the polymer compound (I), it is preferable to perform an operation for reducing the particle size such as ultrasonic dispersion treatment or high-pressure dispersion treatment.

[アニオン性の官能基を有する着色性化合物(II)]
本発明で用いるアニオン性の官能基を有する着色性化合物(II)としては、特に限定されるものではなく、スルホン酸塩構造やカルボン酸塩構造などの酸性官能基の塩構造を有する一般的な化合物であれば、どのようなものでも使用することが出来る。分類的にはこれは主に、酸性染料、酸性媒染染料、直接染料、反応染料などが含まれることになる。これらの中でも、本発明で用いる着色性化合物(II)として好ましいものは、スルホン酸アルカリ金属塩またはカルボン酸アルカリ金属塩部分を含む化合物である。
[Coloring Compound (II) Having Anionic Functional Group]
The coloring compound (II) having an anionic functional group used in the present invention is not particularly limited and is a general compound having a salt structure of an acidic functional group such as a sulfonate structure or a carboxylate structure. Any compound can be used. Classifying this mainly includes acid dyes, acid mordant dyes, direct dyes, reactive dyes and the like. Among these, a compound containing a sulfonic acid alkali metal salt or a carboxylic acid alkali metal salt portion is preferable as the coloring compound (II) used in the present invention.

アニオン性の官能基を有する着色性化合物(II)としては、一般に染料と呼ばれるものであって、カラーインデックス番号で例示すると、黒色染料としては例えば、C.I.アシッドブラック1、2、3、7、24、26、29、31、48、50、51、52、58、60、62、63、64、67、72、76、77、94、107、108、109、110、112、115、118、119、121、122、132、139、140、155、156、157、158、159、182、191、194、C.I.フードブラック2、C.I.ダイレクトブラック17、19、22、32、35、38、51、56、62、71、74、75、77、94、105、106、107、108、112、113、117、118、132、133、146、154、168、171、195、200、C.I.リアクティブブラック1、3、4、5、6、8、9、10、12、13、14、18、31、およびそれらの加水分解物などを挙げることができる。   The coloring compound (II) having an anionic functional group is generally called a dye, and is exemplified by a color index number. I. Acid Black 1, 2, 3, 7, 24, 26, 29, 31, 48, 50, 51, 52, 58, 60, 62, 63, 64, 67, 72, 76, 77, 94, 107, 108, 109, 110, 112, 115, 118, 119, 121, 122, 132, 139, 140, 155, 156, 157, 158, 159, 182, 191, 194, C.I. I. Food Black 2, C.I. I. Direct Black 17, 19, 22, 32, 35, 38, 51, 56, 62, 71, 74, 75, 77, 94, 105, 106, 107, 108, 112, 113, 117, 118, 132, 133, 146, 154, 168, 171, 195, 200, C.I. I. Reactive black 1, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 18, 31, and hydrolysates thereof can be used.

また青色染料としては、例えば、C.I.アシッドブルー1、7、9、15、22、23、25、27、29、40、41、43、45、54、59、60、62、72、74、78、80、82、83、90、92、93、100、102、103、104、112、113、117、120、126、127、129、130、131、138、140、142、143、151、154、158、161、166、167、168、170、171、182、183、184、187、192、199、202、203、204、205、229、234、236、249、C.I.ダイレクトブルー1、2、6、15、22、25、41、71、76、77、78、80、86、87、90、98、106、108、120、123、158、160、163、165、168、192、193、194、195、196、199、200、201、202、203、207、225、226、236、237、246、248、249、C.I.リアクティブブルー1、2、3、4、5、7、8、9、13、14、15、17、18、19、20、21、25、26、27、28、29、31、32、33、34、37、38、39、40、41、43、44、46、およびそれらの加水分解物などを挙げることができる。   Examples of blue dyes include C.I. I. Acid Blue 1, 7, 9, 15, 22, 23, 25, 27, 29, 40, 41, 43, 45, 54, 59, 60, 62, 72, 74, 78, 80, 82, 83, 90, 92, 93, 100, 102, 103, 104, 112, 113, 117, 120, 126, 127, 129, 130, 131, 138, 140, 142, 143, 151, 154, 158, 161, 166, 167, 168, 170, 171, 182, 183, 184, 187, 192, 199, 202, 203, 204, 205, 229, 234, 236, 249, C.I. I. Direct Blue 1, 2, 6, 15, 22, 25, 41, 71, 76, 77, 78, 80, 86, 87, 90, 98, 106, 108, 120, 123, 158, 160, 163, 165, 168, 192, 193, 194, 195, 196, 199, 200, 201, 202, 203, 207, 225, 226, 236, 237, 246, 248, 249, C.I. I. Reactive Blue 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 28, 29, 31, 32, 33 , 34, 37, 38, 39, 40, 41, 43, 44, 46, and hydrolysates thereof.

また赤色染料としては、例えば、C.I.アシッドレッド1、6、8、9、13、14、18、26、27、32、33、35、37、42、49、50、51、52、57、75、77、80、82、83、85、87、88、89、92、93、94、95、97、98、106、111、114、115、117、118、119、129、130、131、133、134、138、143、145、154、155,158、168,180、183、184、186、194、198、209、211、215、249、252、254、262、265、274、282、287、289、303、306、317、320、321、322、337、356、C.I.ダイレクトレッド1、2、4、9、11、13、17、20、23、24、28、31、33、37、39、44、46、62、63、75、79、80、81、83、84、89、95、99、113、197、201、218、220、224、225、226、227、228、229、230、231、C.I.リアクティブレッド1、2、3、4、5、6、7、8、11、12、13、15、16、17、19、20、21、22、23、24、28、29、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、45、46、49、50、58、59、63、64、180およびそれらの加水分解物、フードレッド1、6、11、13、17などを挙げることができる。   Examples of the red dye include C.I. I. Acid Red 1, 6, 8, 9, 13, 14, 18, 26, 27, 32, 33, 35, 37, 42, 49, 50, 51, 52, 57, 75, 77, 80, 82, 83, 85, 87, 88, 89, 92, 93, 94, 95, 97, 98, 106, 111, 114, 115, 117, 118, 119, 129, 130, 131, 133, 134, 138, 143, 145, 154, 155, 158, 168, 180, 183, 184, 186, 194, 198, 209, 211, 215, 252, 252, 254, 262, 265, 274, 282, 287, 289, 303, 306, 317, 320, 321, 322, 337, 356, C.I. I. Direct Red 1, 2, 4, 9, 11, 13, 17, 20, 23, 24, 28, 31, 33, 37, 39, 44, 46, 62, 63, 75, 79, 80, 81, 83, 84, 89, 95, 99, 113, 197, 201, 218, 220, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, C.I. I. Reactive Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 29, 31, 32 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 49, 50, 58, 59, 63, 64, 180 and their hydrolysates, food red 1 , 6, 11, 13, 17 and the like.

また黄色染料としては、例えば、C.I.アシッドイェロー1、2、3、7、11、17、19、23、25、29、36、38、40、42、44、49、59、61、65、70、72、73、75、76、78、98、99、104、110、111、127、131、135、142、155、162、165、183、184、194、C.I.ダイレクトイェロー1、8、11、12、24、26、27、33、39、44、50、85、86、87、88、89、98、106、110、132、142、144、173、194、C.I.リアクティブイェロー1、2、3、4、6、7、11、12、13、14、15、16、17、18、22、23、24、25、26、27、37、42およびそれらの加水分解物、C.I.フードイェロー3、4、6、7、8、9などを挙げることができる。   Examples of yellow dyes include C.I. I. Acid Yellow 1, 2, 3, 7, 11, 17, 19, 23, 25, 29, 36, 38, 40, 42, 44, 49, 59, 61, 65, 70, 72, 73, 75, 76, 78, 98, 99, 104, 110, 111, 127, 131, 135, 142, 155, 162, 165, 183, 184, 194, C.I. I. Direct yellow 1, 8, 11, 12, 24, 26, 27, 33, 39, 44, 50, 85, 86, 87, 88, 89, 98, 106, 110, 132, 142, 144, 173, 194, C. I. Reactive yellow 1, 2, 3, 4, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 37, 42 and their water Decomposition product, C.I. I. Food yellow 3, 4, 6, 7, 8, 9, etc. can be mentioned.

その他にも、C.I.アシッドバイオレット9、15、31、34、41、43、48、49、51、66、126、C.I.ダイレクトバイオレット107、C.I.アシッドオレンジ7、10、20、24、C.I.ダイレクトオレンジ22、C.I.アシッドブラウン13、27、103、126、237、289、362、C.I.アシッドグリーン1、3、5、9、16、25、27、36、40、41、44、81なども使用することができる。   In addition, C.I. I. Acid Violet 9, 15, 31, 34, 41, 43, 48, 49, 51, 66, 126, C.I. I. Direct violet 107, C.I. I. Acid Orange 7, 10, 20, 24, C.I. I. Direct Orange 22, C.I. I. Acid Brown 13, 27, 103, 126, 237, 289, 362, C.I. I. Acid green 1, 3, 5, 9, 16, 25, 27, 36, 40, 41, 44, 81 can also be used.

また銅フタロシアニンテトラスルホン酸4ナトリウム塩、キナクリドンスルホン酸ナトリウム等のように顔料分子にスルホン酸等の容易に電離してマイナスイオンを発生できる官能基をつけたもの、一部のレーキ顔料の原料などのように親水性の低いもの、各種有機染料を使った遷移金属錯体なども好ましく使用することが出来る。   In addition, pigment molecules with functional groups that can easily generate negative ions such as sulfonic acid, such as tetrasodium salt of copper phthalocyanine tetrasulfonate and quinacridone sulfonate, and raw materials for some lake pigments Such as those having low hydrophilicity and transition metal complexes using various organic dyes can be preferably used.

[水性着色材料]
前記高分子化合物(I)と前記着色性化合物(II)の使用割合としては、該高分子化合物(I)中のカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)におけるカチオンのモル数に対する着色性化合物(II)中のアニオンのモル数の比率(アニオン/カチオン)で示される値として、通常0.05/1〜0.95/1であり、より安定なPICが得られる点から、0.05/1〜0.5/1であることが好ましく、特に0.05/1〜0.3/1であることが好ましい。また、着色性化合物(II)が錯体を形成するなどして分子量の計算が困難な場合には、高分子化合物(I)と着色性化合物(II)の使用割合をその質量比で調整することも可能であり、このときは、着色性化合物(II)/高分子化合物(I)=0.05/1〜6/1(質量比)の範囲であることが好ましく、特に該比率が0.5/1〜4/1の範囲であることが好ましい。
[Aqueous coloring material]
As the use ratio of the polymer compound (I) and the colorable compound (II), the colorant compound relative to the number of moles of cations in the cationic hydrophilic polymer segment (B) in the polymer compound (I) ( II) The value represented by the ratio of the number of moles of anions (anion / cation) is usually 0.05 / 1 to 0.95 / 1, and 0.05 / It is preferably 1 to 0.5 / 1, and particularly preferably 0.05 / 1 to 0.3 / 1. In addition, when it is difficult to calculate the molecular weight because the coloring compound (II) forms a complex, the use ratio of the polymer compound (I) and the coloring compound (II) is adjusted by the mass ratio. In this case, the colorant compound (II) / polymer compound (I) is preferably in the range of 0.05 / 1 to 6/1 (mass ratio). A range of 5/1 to 4/1 is preferable.

また、高分子化合物(I)中のカチオン化された塩基性基とカチオン化されていない塩基性基の個数の和をx(当量)、アニオン性基を有する着色性化合物(II)の個数をy(当量)とした時に、x/yの値が0.2〜5の範囲であることが望ましく、0.5〜1.5の範囲であることがさらに望ましい。これよりも値が大きい時は、高分子化合物(I)に対して含まれるアニオン性基を有する着色性化合物(II)の個数が非常に小さくなる結果、着色がうすくなったり、得られる水性着色材料の結晶性が低くなったりするため、着色材料として使用した際の色の堅牢性や耐光性などが下がる場合がある。またこれよりも値が小さい時は、アニオン性基を有する着色性化合物(II)の量が多くなりすぎて、PIC中に十分固定されず、着色材料として使用した際の色の堅牢性や耐光性が低くなる場合がある。   In addition, the sum of the number of cationized basic groups and non-cationized basic groups in the polymer compound (I) is x (equivalent), and the number of coloring compounds (II) having an anionic group is determined. When y (equivalent) is set, the value of x / y is preferably in the range of 0.2 to 5, and more preferably in the range of 0.5 to 1.5. When the value is larger than this, the number of the coloring compound (II) having an anionic group contained in the polymer compound (I) becomes very small, resulting in faint coloring or the obtained aqueous coloring. Since the crystallinity of the material is lowered, color fastness and light resistance when used as a coloring material may be lowered. On the other hand, when the value is smaller than this, the amount of the coloring compound (II) having an anionic group becomes too large, and it is not sufficiently fixed in the PIC, and the color fastness and light resistance when used as a coloring material. May be low.

得られる水性着色材料中の高分子化合物(I)と着色性化合物(II)との比率に関する定量方法としては、例えば、元素分析で官能基の存在比を決定する方法、原料に用いたそれぞれの使用量と、150℃で乾固させた後の不揮発分の量とを比較し、別途、可視光吸収スペクトル等で着色性化合物(II)の濃度を求め、これらの値から算出する方法、アルカリなどで分散体を分解し、H−NMRで測定し、それぞれの典型的なピーク強度から比率を算出する方法、などの手法で行なうことができる。 As a quantification method regarding the ratio of the polymer compound (I) and the colorable compound (II) in the obtained aqueous coloring material, for example, a method for determining the abundance ratio of functional groups by elemental analysis, A method of comparing the amount used and the amount of non-volatile content after being dried at 150 ° C., separately obtaining the concentration of the coloring compound (II) by a visible light absorption spectrum, etc., and calculating from these values, alkali The dispersion can be decomposed by a method such as a method of measuring by 1 H-NMR and calculating the ratio from each typical peak intensity.

[水性着色材料の製造方法]
本発明の水性着色材料の製造方法としては、特に限定されるものではなく、高分子化合物(I)の水溶液と、アニオン性基を有する着色性化合物(II)の水溶液とを併せる操作と、攪拌または振動させる操作の2つを順次、または交替に、または同時進行的に行なうことにより製造することができるが、好ましくは攪拌操作を行ないながら併せていくことが好ましい。攪拌をしながら併せることで、高分子化合物(I)中のカチオン性部分と着色性化合物(II)中のアニオン性部分とによって出来る疎水性のポリイオンコンプレックスが大きな固まりにならず、微細な分散体を作りやすくなる。
[Method for producing aqueous coloring material]
The method for producing the aqueous coloring material of the present invention is not particularly limited, and an operation in which the aqueous solution of the polymer compound (I) and the aqueous solution of the coloring compound (II) having an anionic group are combined and stirred. Alternatively, it can be produced by performing two operations of vibrating sequentially, alternately or simultaneously, but it is preferable to combine them while performing a stirring operation. By mixing together while stirring, the hydrophobic polyion complex formed by the cationic part in the polymer compound (I) and the anionic part in the coloring compound (II) does not become a large mass, and a fine dispersion It becomes easy to make.

上記2種の水溶液を併せる操作としては、高分子化合物(I)の水溶液を、着色性化合物(II)の水溶液に添加する、着色性化合物(II)の水溶液を高分子化合物(I)の水溶液に添加する、第3の容器に両者を添加する、のいずれであってもよく、また、本発明の効果を損なわない範囲において、水以外の他の有機溶剤やポリマー類を添加することも出来る。   As the operation for combining the two kinds of aqueous solutions, the aqueous solution of the polymer compound (I) is added to the aqueous solution of the color compound (II), and the aqueous solution of the color compound (II) is the aqueous solution of the polymer compound (I). Or both of them may be added to the third container, and other organic solvents and polymers other than water can be added within a range not impairing the effects of the present invention. .

前記その他の有機溶剤やポリマー類を添加する目的としては、例えば、粘度調節、レオロジー諸物性の調整、紙や各種表面への浸透性、溶解性の調整等、さらには、粗大粒子の形成を阻害して粒径分布幅を狭くしたり、分散安定性を向上させたりすることもある。   Examples of the purpose of adding the other organic solvents and polymers include viscosity adjustment, adjustment of rheological properties, permeability to paper and various surfaces, adjustment of solubility, and the like, and inhibition of the formation of coarse particles. Thus, the particle size distribution width may be narrowed or the dispersion stability may be improved.

用いる事ができる有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸メチルなどのエステル類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの炭酸エステル類、メタノール、エタノール、エチレングリコール、グリセリン、ポリビニルアルコールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール共重合体などの環状または非環状エーテル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどの環状または非環状アミド類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、ピリジン、ジメチルイミダゾリジノン、メチレンクロライドなどを挙げることが出来る。   Examples of organic solvents that can be used include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, isopropyl acetate and methyl acetate, carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, methanol, ethanol, ethylene glycol, Alcohols such as glycerin and polyvinyl alcohol, tetrahydrofuran (THF), dioxane, diethylene glycol, triethylene glycol, triethylene glycol monobutyl ether, polyethylene glycol, polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer and other cyclic or acyclic ethers, dimethylformamide Cyclic or acyclic amides such as dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide Sulfoxides, pyridine, dimethyl imidazolidinone, methylene chloride, and the like of.

上記操作によって得られる分散体は、混合後、そのまましばらく攪拌を続行することが好ましい。このような「熟成操作」を行うことで、得られる分散体(微粒子)の粒径が小さくなったり、分散安定性が向上して、長期保存した時に融合して大きくなることを防止したりする効果が得られる。   It is preferable that stirring of the dispersion obtained by the above operation is continued for a while after mixing. By carrying out such “ripening operation”, the particle size of the resulting dispersion (fine particles) is reduced, the dispersion stability is improved, and it is prevented from fusing and becoming larger when stored for a long time. An effect is obtained.

また得られる分散体を、さらに粒径が小さなものにするために、超音波分散処理、高圧ホモジナイザー処理などを行なうことも好ましい。   In order to further reduce the particle size of the obtained dispersion, it is also preferable to perform ultrasonic dispersion treatment, high-pressure homogenizer treatment, or the like.

上記で得られた混合物の中で、分散体に取り込まれなかった着色性化合物(II)は、透析、限外ろ過などの手法で取り除くことができる。   In the mixture obtained above, the coloring compound (II) that has not been incorporated into the dispersion can be removed by a technique such as dialysis or ultrafiltration.

本発明の水性着色材料は、水性媒体中で、中心部がエポキシ樹脂残基部分の疎水会合により形成されたコア部となっており、その周りに着色された疎水会合部分が存在し、更にその周囲が親水性部分に被われていることにより、その他の分散剤等を使用しなくても良好な水分散性を有し、さらに疎水会合部分が良好な着色性を示す、コロイド粒子状の水性着色材料である。該疎水会合部分では、アニオン性基を有する着色性化合物(II)とカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)とがイオン結合されることで、多くのアニオン性基を有する着色性化合物(II)の分子が高分子化合物(I)の鎖に沿って濃縮された状態になる。その濃縮状態において、アニオン性基を有する着色性化合物(II)分子同士では強いπ−πスタッキングが発生し、該着色性化合物(II)は分子分散ではなく、一定の規則的な会合構造体を形成しやすくなる。そのため、得られる着色材料は優れた耐水性や耐光性を有する。   The aqueous coloring material of the present invention has a core portion formed by hydrophobic association of epoxy resin residue portions in an aqueous medium, and a colored hydrophobic association portion exists around the core portion. Colloidal particle-like aqueous solution that has good water dispersibility without using other dispersants and the hydrophobic association part shows good colorability by covering the periphery with a hydrophilic part It is a coloring material. In the hydrophobic association part, the coloring compound (II) having a large number of anionic groups is formed by ionic bonding between the coloring compound (II) having an anionic group and the cationic hydrophilic polymer segment (B). Are concentrated along the chain of the polymer compound (I). In the concentrated state, strong π-π stacking occurs between the coloring compound (II) molecules having an anionic group, and the coloring compound (II) is not molecularly dispersed but has a certain regular association structure. Easy to form. Therefore, the obtained coloring material has excellent water resistance and light resistance.

上記コロイド状の水性着色材料の粒径としては、使用する高分子化合物(I)の重合度、および該高分子化合物(I)中のカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)の組成を調整することにより容易に制御することができ、重合度が大きいほど、あるいはカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)の含有率が大きいほど、その粒径は大きくなる傾向がある。これら重合度やセグメント(B)の組成は、使用する高分子化合物(I)のその他の構成要素(エポキシ樹脂残基及びノニオン性の親水性ポリマーセグメント)の種類や構造等により適宜調整する必要があるが、安定なコロイド粒子状水性着色材料とするためには、平均粒径が20nm〜5μm程度の範囲に制御することが好ましく、特に保存安定性に優れる点からは100nm〜1μmの範囲に制御することが好ましく、本発明の水性着色材料は、この範囲に制御することが容易である。   As the particle size of the colloidal aqueous coloring material, the degree of polymerization of the polymer compound (I) used and the composition of the cationic hydrophilic polymer segment (B) in the polymer compound (I) are adjusted. The particle size tends to increase as the degree of polymerization increases or as the content of the cationic hydrophilic polymer segment (B) increases. The degree of polymerization and the composition of the segment (B) need to be appropriately adjusted depending on the type and structure of the other components (epoxy resin residue and nonionic hydrophilic polymer segment) of the polymer compound (I) to be used. However, in order to obtain a stable colloidal particulate water-based coloring material, it is preferable to control the average particle size within a range of about 20 nm to 5 μm, and particularly within the range of 100 nm to 1 μm from the viewpoint of excellent storage stability. Preferably, the aqueous coloring material of the present invention is easily controlled within this range.

このようなコロイド粒子状水性着色材料は、分散媒である水性媒体を除去し、乾固させることにより、取り扱いの容易な粉末状着色材料とすることもできる。水性媒体の除去方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、50〜120℃に加温することにより、容易に蒸発させることが出来る。得られる粉末状着色材料は、再び水性媒体中に戻すと、その他の分散剤なしに、容易に分散体とすることが出来る。   Such a colloidal particulate aqueous coloring material can be made into a powdery coloring material that is easy to handle by removing the aqueous medium as a dispersion medium and drying it. The method for removing the aqueous medium is not particularly limited. For example, the aqueous medium can be easily evaporated by heating to 50 to 120 ° C. When the powdered coloring material obtained is returned again to the aqueous medium, it can be easily dispersed without any other dispersant.

このように本発明の水性着色材料は、ポリイオンコンプレックス分散体の形態をとることにより、分子が孤立した状態にある着色性化合物(染料)と比較した際、同様な着色力を持つばかりではなく、著しく長い耐久時間と、水や有機溶剤に対する着色の堅牢性とを持たせることが出来る。また、粒径制御が容易で、分散剤を使用しなくても良好な分散性を有し、かつ耐水性や耐光性に優れる。そのため、本発明の水性着色材料は、インクジェット用インクをはじめ、水性塗料、印刷用水性インク、ペンキ等に好適に使用することが出来る。また、光デバイス関連の素材として、光配向膜、カラーフィルター等にも好適に使用できる。   Thus, the aqueous coloring material of the present invention not only has the same coloring power when compared with a coloring compound (dye) in which the molecule is in an isolated state by taking the form of a polyion complex dispersion, Remarkably long endurance time and fastness to coloring against water and organic solvents can be provided. In addition, the particle size can be easily controlled, and it has good dispersibility without using a dispersant, and is excellent in water resistance and light resistance. Therefore, the water-based coloring material of the present invention can be suitably used for ink-jet inks, water-based paints, printing water-based inks, paints and the like. Moreover, it can use suitably also for a photo-alignment film | membrane, a color filter etc. as a raw material relevant to an optical device.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、特に断わりがない限り「%」は「質量%」を表わす。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Unless otherwise specified, “%” represents “mass%”.

合成例1 [ポリエチレングリコールとポリエチレンイミンとからなるブロックポリマーの合成]
窒素雰囲気下、メトキシポリエチレングリコール[Mn=2,000]20.0g(10.0mmol)、ピリジン8.0g(100.0mmol)、クロロホルム20mlの混合溶液に、p−トルエンスルホン酸クロライド9.6g(50.0mmol)を含むクロロホルム(30ml)溶液を、氷冷撹拌しながら30分かけて滴下した。滴下終了後、浴槽温度40℃でさらに4時間攪拌した。反応終了後、クロロホルム50mlを加えて反応液を希釈した。引き続き、5%塩酸水溶液100ml、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液100ml、そして飽和食塩水溶液100mlで順次に洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過、減圧濃縮した。得られた固形物をヘキサンで数回洗浄した後、濾過、80℃で減圧乾燥して、トシル化された生成物22.0gを得た。
Synthesis Example 1 [Synthesis of block polymer comprising polyethylene glycol and polyethyleneimine]
Under a nitrogen atmosphere, 9.6 g of p-toluenesulfonic acid chloride was added to a mixed solution of 20.0 g (10.0 mmol) of methoxypolyethylene glycol [Mn = 2,000], 8.0 g (100.0 mmol) of pyridine and 20 ml of chloroform ( A chloroform (30 ml) solution containing 50.0 mmol) was added dropwise over 30 minutes while stirring with ice cooling. After completion of dropping, the mixture was further stirred at a bath temperature of 40 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, 50 ml of chloroform was added to dilute the reaction solution. Subsequently, after sequentially washing with 100 ml of 5% hydrochloric acid aqueous solution, 100 ml of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and 100 ml of saturated saline solution, it was dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated under reduced pressure. The obtained solid was washed several times with hexane, filtered, and dried under reduced pressure at 80 ° C. to obtain 22.0 g of a tosylated product.

H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
H−NMR(CDCl)測定結果:
δ(ppm):7.82(d),7.28(d),3.74〜3.54(bs),3.41(s),2.40(s)
1 H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) measurement result:
δ (ppm): 7.82 (d), 7.28 (d), 3.74-3.54 (bs), 3.41 (s), 2.40 (s)

上記で合成した末端にp−トルエンスルホニルオキシ基を有するメトキシポリエチレングリコール化合物5.39g(2.5mmol)、ポリエチレンイミン(エポミンSP−200、日本触媒株式会社製)8.0g(0.8mmol)、炭酸カリウム0.07g及びN,N−ジメチルアセトアミド50mlをフラスコに入れ、窒素雰囲気下、100℃で6時間攪拌した。得られた反応混合物を酢酸エチルとヘキサンの混合溶液(V/V=1/2)200mlを加え、室温(25℃)で強力攪拌した後、生成物の固形物を濾過した。その固形物を酢酸エチルとヘキサンの混合溶液(V/V=1/2)100mlを用いて2回洗浄した後、減圧乾燥してポリエチレングリコールとポリエチレンイミンとからなるポリマーの固体を12.7g得た。   5.39 g (2.5 mmol) of a methoxypolyethylene glycol compound having a p-toluenesulfonyloxy group at the terminal synthesized above, polyethyleneimine (Epomin SP-200, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) 8.0 g (0.8 mmol), 0.07 g of potassium carbonate and 50 ml of N, N-dimethylacetamide were placed in a flask and stirred at 100 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere. To the resulting reaction mixture, 200 ml of a mixed solution of ethyl acetate and hexane (V / V = 1/2) was added, and the mixture was vigorously stirred at room temperature (25 ° C.), and then the product solid was filtered. The solid was washed twice with 100 ml of a mixed solution of ethyl acetate and hexane (V / V = 1/2) and then dried under reduced pressure to obtain 12.7 g of a polymer solid consisting of polyethylene glycol and polyethyleneimine. It was.

H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
H−NMR(CDCl)測定結果:
δ(ppm):3.50(s),3.05〜2.20(m)
1 H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) measurement result:
δ (ppm): 3.50 (s), 3.05 to 2.20 (m)

合成例2[ビスフェノールA型エポキシ樹脂とポリエチレングリコールとポリエチレンイミンとからなる高分子化合物(I−1)の合成]
ビスフェノールA型エポキシ樹脂としてEPICLON AM−040−P(大日本インキ化学工業株式会社製、商品名、エポキシ当量933)18.7g(20m当量)、4−フェニルフェノール1.28g(7.5mmol)、65%酢酸エチルトリフェニルホスホニウムエタノール溶液0.26ml(0.12mol%)及びN,N−ジメチルアセトアミド50mlを混合し、窒素雰囲気下、120℃で6時間反応させた。放冷後、水150ml中に滴下し、得られた沈殿物をメタノールで2回洗浄した後、60℃で減圧乾燥して、単官能性のエポキシ樹脂を得た。得られた生成物の収量は19.9gであった。
Synthesis Example 2 [Synthesis of Polymer Compound (I-1) Consisting of Bisphenol A Type Epoxy Resin, Polyethylene Glycol, and Polyethyleneimine]
EPICLON AM-040-P (trade name, epoxy equivalent 933, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a bisphenol A type epoxy resin, 18.7 g (20 m equivalent), 4-phenylphenol 1.28 g (7.5 mmol), A 65% ethyl acetate triphenylphosphonium ethanol solution (0.26 ml, 0.12 mol%) and N, N-dimethylacetamide (50 ml) were mixed and reacted at 120 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere. After standing to cool, it was dropped into 150 ml of water, and the resulting precipitate was washed twice with methanol and then dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain a monofunctional epoxy resin. The yield of the obtained product was 19.9g.

H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定を行いエポキシ基の積分比の考察結果、1分子にオキシラン環は0.95個残っており、単官能性のエポキシ樹脂であることを確認した。 1 H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) is measured, and as a result of consideration of the integration ratio of epoxy groups, 0.95 oxirane rings remain in one molecule, and it is a monofunctional epoxy resin It was confirmed.

得られた単官能性のエポキシ樹脂1.0gに合成例1で得られたポリエチレングリコールとポリエチレンイミンとからなるポリマー4.0g、アセトン15ml及びメタノール40mlを加えて窒素雰囲気下、50℃で2時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、40℃の減圧下、アセトン及びメタノールを除去して高分子化合物(I−1)の水溶液を得た。   To 1.0 g of the obtained monofunctional epoxy resin, 4.0 g of the polymer composed of polyethylene glycol and polyethyleneimine obtained in Synthesis Example 1, 15 ml of acetone and 40 ml of methanol are added, and the mixture is kept at 50 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere. The reaction was carried out with stirring. After completion of the reaction, acetone and methanol were removed under reduced pressure at 40 ° C. to obtain an aqueous solution of the polymer compound (I-1).

得られた高分子化合物(I−1)のエポキシ樹脂残基(A)の数平均分子量は1930、カチオン性の親水性ポリマーセグメントの平均重合度は約233、ノニオン性親水性セグメントの平均重合度は約45、該高分子化合物(I)中のエポキシ樹脂残基の質量をWa、カチオン性の親水性ポリマーセグメントの質量をWb、ノニオン性の親水性ポリマーセグメントの質量をWcとした時、Wa/(Wa+Wb+Wc)=0.11、且つ、Wb/(Wb+Wc)=0.62であった。   The number average molecular weight of the epoxy resin residue (A) of the obtained polymer compound (I-1) is 1930, the average degree of polymerization of the cationic hydrophilic polymer segment is about 233, and the average degree of polymerization of the nonionic hydrophilic segment. Is about 45, the weight of the epoxy resin residue in the polymer compound (I) is Wa, the weight of the cationic hydrophilic polymer segment is Wb, and the weight of the nonionic hydrophilic polymer segment is Wc. /(Wa+Wb+Wc)=0.11 and Wb / (Wb + Wc) = 0.62.

合成例3[ナフタレン型4官能エポキシ樹脂とポリエチレングリコールとポリエチレンイミンとからなる高分子化合物(I−2)の合成]
ナフタレン型4官能エポキシ樹脂として、EPICLON HP−4700(大日本インキ化学工業株式会社製 商品名、エポキシ当量158)7.9g(50m当量)、4−フェニルフェノール5.82g(31.3mmol)、65%酢酸エチルトリフェニルホスホニウムエタノール溶液0.21ml(0.1mol%)及びN,N−ジメチルアセトアミド40mlをフラスコに入れて混合し、窒素雰囲気下、120℃で6時間反応させた。放冷後、水150ml中に滴下し、得られた沈殿物をメタノールで2回洗浄した後、60℃で減圧乾燥して、単官能性のエポキシ樹脂15.5gを得た。
Synthesis Example 3 [Synthesis of polymer compound (I-2) composed of naphthalene-type tetrafunctional epoxy resin, polyethylene glycol and polyethyleneimine]
As naphthalene type tetrafunctional epoxy resin, EPICLON HP-4700 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name, epoxy equivalent 158) 7.9 g (50 m equivalent), 4-phenylphenol 5.82 g (31.3 mmol), 65 A 0.21 ml (0.1 mol%) ethyl acetate triphenylphosphonium ethanol solution and 40 ml of N, N-dimethylacetamide were mixed in a flask and reacted at 120 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere. After allowing to cool, the solution was dropped into 150 ml of water, and the resulting precipitate was washed twice with methanol and then dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 15.5 g of a monofunctional epoxy resin.

H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定を行いエポキシ基の積分比の考察結果、1分子にオキシラン環は0.98個残っており、単官能性のエポキシ樹脂であることを確認した。 1 H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) is measured, and as a result of considering the integration ratio of epoxy groups, 0.98 oxirane rings remain in one molecule, and it is a monofunctional epoxy resin. It was confirmed.

得られた単官能性のエポキシ樹脂1.5gに、上記合成例1で得られたポリエチレングリコールとポリエチレンイミンとからなるポリマー4.5g、アセトン15ml及びメタノール40mlを加えて窒素雰囲気下、50℃で2時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、40℃の減圧下、アセトン及びメタノールを除去してナフタレン型4官能エポキシ樹脂骨格を有する高分子化合物(I−2)の水溶液を得た。   To 1.5 g of the obtained monofunctional epoxy resin, 4.5 g of the polymer composed of polyethylene glycol and polyethyleneimine obtained in Synthesis Example 1 above, 15 ml of acetone and 40 ml of methanol are added, and the mixture is heated at 50 ° C. in a nitrogen atmosphere. The reaction was allowed to stir for 2 hours. After completion of the reaction, acetone and methanol were removed under reduced pressure at 40 ° C. to obtain an aqueous solution of a polymer compound (I-2) having a naphthalene type tetrafunctional epoxy resin skeleton.

得られた高分子化合物(I−2)のエポキシ樹脂残基(A)の数平均分子量は1070、カチオン性の親水性ポリマーセグメントの平均重合度は約233、ノニオン性親水性セグメントの平均重合度は約45、該高分子化合物(I)中のエポキシ樹脂残基の質量をWa、カチオン性の親水性ポリマーセグメントの質量をWb、ノニオン性の親水性ポリマーセグメントの質量をWcとした時、Wa/(Wa+Wb+Wc)=0.062、且つ、Wb/(Wb+Wc)=0.62であった。   The number average molecular weight of the epoxy resin residue (A) of the obtained polymer compound (I-2) is 1070, the average degree of polymerization of the cationic hydrophilic polymer segment is about 233, and the average degree of polymerization of the nonionic hydrophilic segment. Is about 45, the weight of the epoxy resin residue in the polymer compound (I) is Wa, the weight of the cationic hydrophilic polymer segment is Wb, and the weight of the nonionic hydrophilic polymer segment is Wc. /(Wa+Wb+Wc)=0.062 and Wb / (Wb + Wc) = 0.62.

実施例1
合成例2で得られた高分子化合物(I−1)100mgをイオン交換水2.0gに溶解し、この溶液を5規定塩酸でpHを3に調整することにより、カチオン化した。この溶液に、予めC.I.アシッドレッド18(東京化成工業株式会社製)50.0mgを、70℃のイオン交換水4.77gに溶解させておいた溶液を加えた。ここで、着色性化合物であるC.I.アシッドレッド18中のアニオン性基の、高分子化合物(I−1)中のエチレンイミンユニット(カチオン部分)に対するモル比は7.4%であった。これを室温で12時間攪拌後、円心分離装置を用いて処理した。得られた粒子の粒径を、FPAR1000(大塚電子株式会社)を使用して測定したところ、平均粒径は163nmであり、90%粒径と10%粒径の比は1.89であったことから粒径分布の狭いPIC分散体微粒子であることを確認した。
Example 1
100 mg of the polymer compound (I-1) obtained in Synthesis Example 2 was dissolved in 2.0 g of ion-exchanged water, and this solution was cationized by adjusting the pH to 3 with 5N hydrochloric acid. In this solution, C.I. I. A solution prepared by dissolving 50.0 mg of Acid Red 18 (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 4.77 g of ion-exchanged water at 70 ° C. was added. Here, the coloring compound C.I. I. The molar ratio of the anionic group in Acid Red 18 to the ethyleneimine unit (cation moiety) in the polymer compound (I-1) was 7.4%. This was stirred at room temperature for 12 hours and then processed using a concentric separator. When the particle size of the obtained particles was measured using FPAR1000 (Otsuka Electronics Co., Ltd.), the average particle size was 163 nm, and the ratio of 90% particle size to 10% particle size was 1.89. This confirmed that the particles were PIC dispersion fine particles having a narrow particle size distribution.

実施例2
実施例1において、アシッドレッド18中のアニオン性基の、高分子化合物(I−1)中のエチレンイミンユニット(カチオン部分)に対するモル比7.4%の変わりに、該比を7.9%にする以外は、実施例1と同様にして、平均粒径180nm、90%粒径と10%粒径の比は2.39の粒径分布の狭いPIC分散体微粒子であることを確認した。
Example 2
In Example 1, instead of the 7.4% molar ratio of the anionic group in Acid Red 18 to the ethyleneimine unit (cation moiety) in the polymer compound (I-1), the ratio was 7.9%. In the same manner as in Example 1, it was confirmed that the PIC dispersion fine particles had a narrow particle size distribution with an average particle size of 180 nm and a ratio of 90% particle size to 10% particle size of 2.39.

実施例3
合成例3で得られた高分子化合物(I−2)100mgをイオン交換水2.0gに溶解し、この溶液を5規定塩酸でpHを1に調整することにより、カチオン化した。この溶液に、予めC.I.アシッドイエロー17(関東化学株式会社製)50.0mgを、70℃のイオン交換水4.77gに溶解させておいた溶液を加えた。ここで、着色性化合物であるC.I.アシッドイエロー17中のアニオン性基の、高分子化合物(I−2)中のエチレンイミンユニット(カチオン部分)に対するモル比は8.7%であった。これを室温で12時間攪拌後、円心分離装置を用いて処理した。得られた粒子の粒径を、FPAR1000(大塚電子株式会社)を使用して測定したところ、平均粒径174nmであり、90%粒径と10%粒径の比は2.52であったことから粒径分布の狭いPIC分散体微粒子であることを確認した。
Example 3
100 mg of the polymer compound (I-2) obtained in Synthesis Example 3 was dissolved in 2.0 g of ion-exchanged water, and this solution was cationized by adjusting the pH to 1 with 5N hydrochloric acid. In this solution, C.I. I. A solution prepared by dissolving 50.0 mg of Acid Yellow 17 (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) in 4.77 g of ion-exchanged water at 70 ° C. was added. Here, the coloring compound C.I. I. The molar ratio of the anionic group in Acid Yellow 17 to the ethyleneimine unit (cation moiety) in the polymer compound (I-2) was 8.7%. This was stirred at room temperature for 12 hours and then processed using a concentric separator. When the particle size of the obtained particles was measured using FPAR1000 (Otsuka Electronics Co., Ltd.), the average particle size was 174 nm, and the ratio of 90% particle size to 10% particle size was 2.52. From this, it was confirmed that the particles were PIC dispersion fine particles having a narrow particle size distribution.

比較例1
分岐型ポリエチレンイミン(エポミンSP−200、日本触媒株式会社製)100mgをイオン交換水2.0gに溶解し、この溶液を5規定塩酸でpHを3に調整することによりカチオン化した。この溶液に、予めC.I.アシッドレッド18 50.0mgを、70℃のイオン交換水5.00gに溶解させておいた溶液を加えた。ここで、着色性化合物であるC.I.アシッドレッド18中のアニオン性基の、エチレンイミンユニット(カチオン部分)に対するモル比は3.6%であった。混合直後に、混合液から粘度の高い沈殿が発生し、上澄み液は殆ど透明となったことから、着色性化合物と高分子化合物とはイオン的な相互作用で結合し、沈殿してしまったものと判断した。
Comparative Example 1
100 mg of branched polyethyleneimine (Epomin SP-200, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was dissolved in 2.0 g of ion-exchanged water, and this solution was cationized by adjusting the pH to 3 with 5N hydrochloric acid. In this solution, C.I. I. A solution prepared by dissolving 50.0 mg of Acid Red 18 in 5.00 g of ion-exchanged water at 70 ° C. was added. Here, the coloring compound C.I. I. The molar ratio of the anionic group in Acid Red 18 to the ethyleneimine unit (cation moiety) was 3.6%. Immediately after mixing, a high-viscosity precipitate was generated from the mixed solution, and the supernatant liquid became almost transparent, so that the coloring compound and the polymer compound were combined by ionic interaction and precipitated. It was judged.

比較例2
合成例1で製造したポリエチレングリコール−ポリエチレンイミン共重合体100mgをイオン交換水2.0gに溶解し、この溶液を5規定塩酸でpHを3に調整することによりカチオン化した。この溶液に、予めC.I.アシッドレッド18 50.0mgを、70℃のイオン交換水5.00gに溶解させておいた溶液を加えた。ここで、着色性化合物であるC.I.アシッドレッド18中のアニオン性基の、エチレンイミンユニット(カチオン部分)に対するモル比は6.0%であった。得られた粒子の粒径をFPAR1000(大塚電子株式会社)を使用して測定したところ、平均粒径190nmであり、90%粒径と10%粒径の比が8.51であったことから、粒径分布の広い粒子となっていることがわかった。
Comparative Example 2
100 mg of the polyethylene glycol-polyethyleneimine copolymer produced in Synthesis Example 1 was dissolved in 2.0 g of ion-exchanged water, and this solution was cationized by adjusting the pH to 3 with 5N hydrochloric acid. In this solution, C.I. I. A solution prepared by dissolving 50.0 mg of Acid Red 18 in 5.00 g of ion-exchanged water at 70 ° C. was added. Here, the coloring compound C.I. I. The molar ratio of the anionic group in Acid Red 18 to the ethyleneimine unit (cation moiety) was 6.0%. When the particle size of the obtained particles was measured using FPAR1000 (Otsuka Electronics Co., Ltd.), the average particle size was 190 nm, and the ratio of 90% particle size to 10% particle size was 8.51. It was found that the particles had a wide particle size distribution.

比較例3
比較例2において、用いる着色性化合物をC.I.アシッドイエロー17に、また使用量は6.5%(モル比)にする以外は、比較例2と同様にした。得られた粒子の粒径をFPAR1000(大塚電子株式会社)を使用して測定したところ、平均粒径200nmであり、90%粒径と10%粒径の比が7.10であったことから、粒径分布の広い粒子となっていることがわかった。
Comparative Example 3
In Comparative Example 2, the coloring compound used was C.I. I. The same procedure as in Comparative Example 2 was conducted except that Acid Yellow 17 was used and the amount used was 6.5% (molar ratio). When the particle size of the obtained particles was measured using FPAR1000 (Otsuka Electronics Co., Ltd.), the average particle size was 200 nm, and the ratio of 90% particle size to 10% particle size was 7.10. It was found that the particles had a wide particle size distribution.

試験例
実施例1〜3で、微粒子分散体を取り出し、80℃、20mmHgで減圧乾固することにより粉末状の着色材料を得た。この状態で1週間ほど放置し、再び水中に戻し、超音波処理を行なったところ、実施例1〜3で得られた分散体と同様の分散体が得られ、再分散性と保存安定性に優れることを確認した。


Test Example In Examples 1 to 3, the fine particle dispersion was taken out and dried under reduced pressure at 80 ° C. and 20 mmHg to obtain a powdered coloring material. When left in this state for about one week, returned to water again and subjected to ultrasonic treatment, a dispersion similar to the dispersion obtained in Examples 1 to 3 was obtained, and the redispersibility and storage stability were improved. It was confirmed that it was excellent.


Claims (11)

エポキシ樹脂残基(A)とカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)とノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)とを有する高分子化合物(I)と、アニオン性基を有する着色性化合物(II)とを含有することを特徴とする水性着色材料。 A polymer compound (I) having an epoxy resin residue (A), a cationic hydrophilic polymer segment (B) and a nonionic hydrophilic polymer segment (C), and a coloring compound (II) having an anionic group And an aqueous coloring material. エポキシ樹脂残基(A)が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、又はナフタレン型4官能エポキシ樹脂の残基である請求項1記載の水性着色材料。 The aqueous coloring material according to claim 1, wherein the epoxy resin residue (A) is a residue of a bisphenol A type epoxy resin or a naphthalene type tetrafunctional epoxy resin. カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)が、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン及びポリビニルピリジンからなる群から選ばれる一種以上のポリマーをカチオン化したセグメントである請求項1記載の水性着色材料。 The aqueous coloring material according to claim 1, wherein the cationic hydrophilic polymer segment (B) is a segment obtained by cationizing one or more polymers selected from the group consisting of polyethyleneimine, polyvinylamine, polyallylamine and polyvinylpyridine. カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)がポリエチレンイミンをカチオン化したセグメントである請求項3記載の水性着色材料。 The aqueous coloring material according to claim 3, wherein the cationic hydrophilic polymer segment (B) is a segment obtained by cationizing polyethyleneimine. ノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)が、エチレングリコール、酢酸ビニル、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選ばれる一種以上のモノマーを重合して得られるポリマーからなるセグメントである請求項1記載の水性着色材料。 Nonionic hydrophilic polymer segment (C) is composed of ethylene glycol, vinyl acetate, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, (meth) acrylamide and (meth) acrylic acid ester. The aqueous coloring material according to claim 1, which is a segment composed of a polymer obtained by polymerizing at least one monomer selected from the group consisting of: ノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)がエチレングリコールを重合して得られるポリマーからなるセグメントである請求項5記載の水性着色材料。 The aqueous coloring material according to claim 5, wherein the nonionic hydrophilic polymer segment (C) is a segment made of a polymer obtained by polymerizing ethylene glycol. 前記高分子化合物(I)のエポキシ樹脂残基の数平均分子量が300〜10,000の範囲にあり、かつカチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)及びノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)を構成するポリマーの重合度がそれぞれ独立に3〜1,000の範囲にあり、かつ該高分子化合物(I)中のエポキシ樹脂残基(A)の質量をWa、カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)の質量をWb、ノニオン性の親水性ポリマーセグメント(C)の質量をWcとした時、Wa/(Wa+Wb+Wc)=0.03〜0.8、且つ、Wb/(Wb+Wc)=0.1〜0.9である請求項1記載の水性着色材料。 The number average molecular weight of the epoxy resin residue of the polymer compound (I) is in the range of 300 to 10,000, and the cationic hydrophilic polymer segment (B) and the nonionic hydrophilic polymer segment (C) The polymerization degree of the constituting polymer is independently in the range of 3 to 1,000, and the mass of the epoxy resin residue (A) in the polymer compound (I) is Wa, and the cationic hydrophilic polymer segment ( When the mass of B) is Wb, and the mass of the nonionic hydrophilic polymer segment (C) is Wc, Wa / (Wa + Wb + Wc) = 0.03 to 0.8 and Wb / (Wb + Wc) = 0.1 The aqueous coloring material according to claim 1, which is -0.9. 前記カチオン性の親水性ポリマーセグメント(B)中のカチオンに対する、アニオン性基を有する着色性化合物(II)中のアニオンのモル比(アニオン/カチオン)が0.05〜0.95である請求項1記載の水性着色材料。 The molar ratio of the anion in the coloring compound (II) having an anionic group to the cation in the cationic hydrophilic polymer segment (B) (anion / cation) is 0.05 to 0.95. The aqueous coloring material according to 1. アニオン性基を有する着色性化合物(II)が、スルホン酸アルカリ金属塩またはカルボン酸アルカリ金属塩部分を含む化合物である請求項1〜8の何れか1項記載の水性着色材料。 The aqueous coloring material according to any one of claims 1 to 8, wherein the coloring compound (II) having an anionic group is a compound containing a sulfonic acid alkali metal salt or a carboxylic acid alkali metal salt moiety. 高分子化合物(I)中のエポキシ樹脂残基(A)部分が水性媒体中で疎水会合したコロイド状である請求項1〜9の何れか1項記載の水性着色材料。 The aqueous coloring material according to any one of claims 1 to 9, wherein the epoxy resin residue (A) in the polymer compound (I) is in a colloidal form in which it is hydrophobically associated in an aqueous medium. 請求項10記載のコロイド状水性着色材料を乾固して得られることを特徴とする粉末状着色材料。

A powdered coloring material obtained by drying the colloidal aqueous coloring material according to claim 10.

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